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铅酸蓄电池
工业基石可反复充放电的二次电池
电气电池化学
进阶级：需要一定工程知识和组织能力，成功后可奠定产业基础。
适用时代
近代
难度
中等
风险等级
高
制作周期
数天
前置条件
铅板、氧化铅、稀硫酸、隔板、电池槽
原理
放电时：正极 PbO2 + HSO4− + 3H+ + 2e− → PbSO4 + 2H2O；负极 Pb + HSO4− → PbSO4 + H+ + 2e−。充电时反应逆向，硫酸铅分别还原为铅和氧化铅。电解液密度随充放电变化，可据此判断荷电状态。
原料与配比
| 原料 | 用量 | 说明 |
|---|---|---|
| 纯铅 | 若干 | 负极板栅和活性物质 |
| 氧化铅（一氧化铅/二氧化铅） | 若干 | 正极活性物质 |
| 稀硫酸 | 若干 | 电解液，密度约 1.26–1.28 g/cm³ |
| 玻璃纤维/橡胶 | 若干 | 隔板 |
| 硬橡胶/塑料 | 1 个 | 电池槽 |
工具
- 熔铅锅
- 板栅模具
- 和膏机/手动搅拌
- 比重计
- 充电器/直流电源
操作步骤
- 铸板栅：铅锑或铅钙合金熔化后浇铸成栅格。
- 制正极膏：氧化铅、稀硫酸、水调成膏，涂填于正板栅。
- 制负极膏：氧化铅加膨胀剂调成膏，涂填于负板栅。
- 固化：极板在潮湿空气中固化，使活性物质与板栅结合。
- 化成：极板浸入稀硫酸中通电，正极生成 PbO2，负极生成海绵铅。
- 组装：正负极板交错，中间夹隔板，放入电池槽，串联焊接极板。
- 注酸：注入比重 1.26 稀硫酸，静置排气。
- 充放电试验：按规范进行初充电和容量测试。
注意事项
- 稀硫酸强腐蚀性，必须戴护目镜、手套和围裙。
- 铅及其化合物有毒，避免吸入粉尘和食入。
- 充电时产生氢气和氧气，需通风、禁明火，防止爆炸。
- 过放电和过充电都会损坏极板。
常见问题与解决方法
| 问题 | 原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 容量下降 | 极板硫化 | 脱硫充电，严重时更换 |
| 自放电快 | 电解液杂质多 | 换纯酸纯水 |
| 电解液浑浊 | 活性物质脱落 | 更换极板 |
| 外壳变形 | 过充电产气 | 控制充电电压 |
升级方向
- 阀控密封铅酸电池：免维护。
- 管式正极：延长寿命。
- 胶体电解液：防漏液。
参考来源
- 电化学工程
- 蓄电池技术
- 铅酸电池手册